致病性耶尔森菌外膜蛋白A的免疫学特性研究

Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis and Y. pestis, which were three species of human pathogen of Yersinia genus, had highly genomic sequence similarity even there were great differences about pathogenicity and route of transmission. Our research group attempt to confirm the conservatism of the sequences of outer membrane protein A gene and it's amino acid among three pathogenic Yersinia species on the basis of previous study. To construct the ΔompA strains and compare the role of adhesion and invasion to epithelial cells, lethality to BALB/c mice, the changes of their cytokine responses and pathological featurein livers and spleen between ΔompA strains and parent strains to evaluate the virulence of OmpA in three pathogenic Yersinia species. Meanwhile, we are trying to attest the immunogenicity of OmpA and the characteristic of cross immunity in three pathogenic Yersinia species using animal experiments and the technique of molecular immunology. Finally, the study is to confirm that, besides VW antigen, whether OmpA is another common antigen of three pathogenic Yersinia species and the cross immunity of OmpA is effective, while its virulence is much lower. The discovery of the study could come up with a new ides of plague vaccine that, OmpA could to be a new prototype of genetically engineering plague vaccine which has significant immune effect but less untoward reaction.

小肠结肠炎耶尔森菌、假结核耶尔森菌与鼠疫耶尔森菌是肠杆菌科耶尔森菌属的三个对人致病种，虽然在传播途径、致病性上存在巨大差异，但在基因组水平则具有很高的相似性。本研究组拟在本研究组前期研究基础上，使用分子生物学技术确证三种致病性耶尔森菌外膜蛋白A基因序列与氨基酸序列的保守性；构建ompA基因敲除株，与亲本株比较对上皮细胞的粘附侵袭性，对实验动物的致死性、血清细胞因子水平与脏器病理改变等，阐释OmpA分别在三种致病性耶尔森菌致病中所发挥的作用；通过分子免疫学技术与动物实验，阐明OmpA的免疫原性，及其在三种致病性耶尔森菌中的交叉免疫保护特性，从而证实OmpA是否除了VW抗原外，又一个重要的致病性耶尔菌的共同抗原；而若能够发现OmpA对动物的致病性较低，却能够产生有效的交叉免疫保护作用，OmpA则可作为原型构建新的基因工程疫苗，为研制免疫效果好而不良反应更小的新型鼠疫疫苗提供新的思路。

三种致病性耶尔森菌：小肠结肠炎耶尔森菌、假结核耶尔森菌与鼠疫耶尔森菌，虽然在传播途径、致病性上存在巨大差异，在基因组水平则具有很高的相似性，都具有嗜淋巴组织的特征，都具有抵抗非特异性免疫的能力。外膜蛋白A是肠杆菌科一种具有高度保守性、广泛免疫原性蛋白。本研究组在前期研究基础上，使用分子生物学技术研究三种致病性耶尔森菌外膜蛋白A基因序列与氨基酸序列的多态性；通过分子免疫学技术与动物实验，阐释OmpA的免疫原性，及其在三种致病性耶尔森菌中的交叉免疫特性。通过两年研究，对不同地域、不同宿主、不同年代的261株鼠疫耶尔森菌、132株假结核耶尔森菌以及219株致病性小肠结肠炎耶尔森菌ompA基因比对分析结果表明，三者ompA基因序列的同源性一致性分别为100%，98.8%,97.7%且他们三个种之间主要序列型ompA基因序列的同源性一致性达86.2%,在氨基酸水平的一致同源性达88.8%。证实了同一种耶尔森菌内ompA序列的高度保守性、种间ompA序列的高度一致性。构建各OmpA表达蛋白、ompA突变株与回复株、制备各种耶尔森菌模式菌株免疫血清与各OmpA表达蛋白免疫血清，证实了三种致病性耶尔森菌的ompA不仅各自具有较好的免疫原性，同时还具有种间的交叉免疫原性，逐步递进地确证了OmpA是三种致病性耶尔森菌的重要的交叉免疫原成份。. 本项目在国际上首次发现除了V抗原以外，OmpA是三种致病性耶尔森菌另一个重要的共同抗原。在V抗原基础上，更全面的解释了疫源地内动物感染鼠疫耶尔森菌与感染小肠结肠炎耶尔森菌、假结核耶尔森菌呈现此消彼长的特征的生物学机制，为揭示三种耶尔森菌在自然界中相互作用机制奠定了重要基础。并通过研究发现，OmpA的免疫原性比V抗原更稳定，不同种耶尔森菌之间交叉免疫性更好，动物免疫反应强烈，但蛋白毒性极低。因此，OmpA可成为鼠疫疫苗，乃至致病性耶尔森菌通用疫苗的一个优秀的候选者。